電子回路学

下記「遠隔授業に関する情報」参照

(a)主題:
コンピュータ・スマートフォン等の情報通信機器におけるハードウェアの主要部分はバイポーラトランジスタ(BJT)やField Effect Transistor (FET)を基本素子とする電子回路です。実際の情報通信機器には、数多くの微細な電子回路が組み込まれた大規模集積回路(LSI: Large Scale Integration)が使われています。
この科目では、これらの基本となっている電子回路の原理と、回路設計のための基本知識を学んでいきます。

(b)達成目標:
BJTとFETの動作原理とそれらを用いた電子回路の基礎知識を身につけた上で、基本的, ならびに発展的な電子回路の設計・解析を行う応用力を身につける。

必ず履修しておくべきと強く推すわけではありませんが、以下科目は電子回路学の理解のために、自ずと必要になってくる科目となるため、知識や計算の基礎等があったほうがよいと考えます。

基礎電子工学、電気回路学および演習

前もって履修しておくべきと強く推すわけではありませんが、以下科目は電子回路学の理解のために、特に基礎部分となるため、授業内容についていくためには以下科目を履修しておくことが望ましいです。

基礎電子工学(半導体の性質、ダイオード、バイポーラトランジスタ、FETの理解のため)、
電気回路学および演習(電子回路の回路計算などの部分の理解のため)
同前期に開講のアナログ回路実験は手を動かす経験となり、こちらの電子回路学ではその原理、仕組みに近いところみなさんと勉強していきたいと思いますので、アナログ回路に興味がある方はアナログ回路実験も履修しておくと望ましいかと思います。

基本的には教科者がなくても進められるように毎回スライドを共有いたします.
ただし, 電子回路学のより深い理解と将来的に電子回路に関するお仕事に興味がある方は、若干古い教科者ですが一通り網羅されていて良い教科書の1冊だと思います。ただし、今期からは参考書という形でご紹介させていただきます。電子回路に興味がある方はご購入いただいても辞書的に使うことができ、良い一冊だと思っております。

参考書:末松安晴・藤井信生監修「電子回路入門」(実教出版)

参考書:落合政司, アナログ電子回路-半導体デバイスとその応用技術-, 電気学会
参考書:各種電気回路関係の教科書
その他、適宜電子回路関係の教科書の出展を示します。

2025年度は4月9日(火)から開始となります。

第7回目まではアナログ回路実験の事例をもとに、各項目の内容を深めていただきたいと思います。第9回目以降は、第7回までの知識も活かしつつ、現代の電子回路を鑑みて大事そうなトピックを取り扱いたいと思います。

(a) 授業内容(進捗、様子などにより変更する可能性がございます。予め了承ください。)
第1回 RC回路1(アナログ回路実験の理論的な補足を中心に)(ガイダンス含む)
第2回 RC回路2(パルス, インパルスのラプラス変換)
第3回 半導体の性質,pn接合、ダイオード, BJTと基本動作(1)(2), BJTの静特性と動特性、バイアス回路
第4回 負荷線を使った増幅原理, 動特性, hパラメータ(BJTの小信号等価回路)とFETの小信号等価回路の違い
第5回 交流負荷線を使った増幅原理, CR結合増幅回路の回路解析学的な電圧利得、入出力インピーダンスの導出について
第6回 負帰還増幅回路、演算増幅器(OPアンプ)を用いた回路
第7回 差動増幅回路, カレントミラー
第8回 1-7回目までのまとめと演習と解説(ヒント),
第9回 電力増幅回路の設計(A級、B級)
第10回 電力増幅回路(B級、できればD級の基礎)
第11回 B級電力増幅回路の設計, FETの構造と基本動作
第12回 FETの構造と基本動作の続き、トランジスタのスイッチング動作, CMOS
第13回 集積回路レベルでのOPアンプ, スイッチング電源回路, スイッチングレギュレータの基礎
第14回 集積回路、第1-14回目のまとめと演習
第15回 第1-14回目の演習のヒント解説
(途中で取り扱う回路を変更する可能性がございます。予めご了承ください。)

(b) 授業の進め方:
電子回路は、自分で実際に解析したり、設計してみることで、はじめて深く理解することができる。従って、適宜演習・宿題を課しながら進める(レポート用紙、電卓を必ず持参のこと)。

適宜宿題や課題を出題するので指定日時までに提出すること。

(a) 評価方法:
① 授業中に適宜出題する宿題
② 第8回 前半部のまとめと演習
③ 第14回 第1-14回目のまとめと演習
の結果により評価します。

(b) 評価基準:
以下の到達レベルをもって合格の最低基準とする。
(1) トランジスタ・FETの動作原理を理解することができる。
(2) トランジスタ・FETの等価回路を理解しており、等価回路を用いて回路の入出力関数を計算することができる。
(3) トランジスタ・FETを動作させるための回路定数の設計ができる。
(4) 代表的な増幅器基本回路の増幅度の計算ができ、また設計することができる

適宜相談に応じるが、電子メールで事前にアポイントメントを取ること。

特に出席はとりませんが、宿題の内容や演習の内容は授業を受講しなければ、自分自身で電子回路の回路計算ができなくなることや、1週1週がつながっていることが多いため、前の週の内容がわかっていないと理解が進まなくなる可能性があります。成績評価は宿題、演習の内容で評価しますので、毎週しっかり出席をお願いしたいと思います。

「もの作り」にたずさわる人にとっては勿論のこと、たとえハードウェアを扱わなくてもシステムの動作を理解し、発展させるためには、電子回路の基本を十分理解している必要があります。授業中にひとつづつしっかり理解してゆけば、難しい内容ではありません。

情報通信システムコースでは選択科目となっていますが、情報通信システムに携わる職業(上述のようにハードウェアを扱わない職種を含む)を志望する学生には 必須 の科目です。

また、わからなかったところなどは遠慮なくお聞きください。

なし